Khi xe đang chạy, người ngồi trong xe cũng đang di chuyển với cùng tốc độ với xe - đó là quán tính. Nếu xe phanh gấp hoặc đâm vào vật gì đó, xe dừng lại gần như ngay lập tức, nhưng cơ thể bạn vẫn có xu hướng tiếp tục lao về phía trước theo quán tính đó. Dây an toàn hoạt động như một cái neo, giữ phần hông và vai bạn dính chặt vào ghế, để cơ thể dừng lại cùng lúc với xe thay vì bay tự do trong khoang xe hoặc văng ra ngoài kính chắn gió.

Cơ chế cốt lõi nằm ở định luật quán tính của Newton: một vật đang chuyển động sẽ tiếp tục chuyển động trừ khi có lực tác động ngược lại. Trong một vụ va chạm ở tốc độ 50km/h, cơ thể người không thắt dây có thể văng về phía trước với lực tương đương rơi tự do từ tầng 3-4 xuống đất. Dây an toàn hiện đại còn có bộ căng đai khẩn cấp - khi cảm biến phát hiện va chạm, dây sẽ tự động siết chặt thêm trong vài phần nghìn giây để giảm khoảng trống, đồng thời phối hợp với túi khí để phân tán lực va đập lên diện rộng của cơ thể thay vì dồn vào một điểm.

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới, thắt dây an toàn đúng cách giảm khoảng 45-50% nguy cơ tử vong cho người ngồi ghế trước trong tai nạn. Có video thử nghiệm va chạm nổi tiếng cho thấy một hình nộm không thắt dây ở tốc độ chỉ 30km/h đã bị hất văng qua kính chắn gió dù xe chỉ đâm vào vật cản mềm. Ngược lại, hình nộm thắt dây trong cùng tình huống chỉ bị đẩy nhẹ về phía trước rồi bật lại đúng vị trí ghế ngồi.

Nhiều người nghĩ chỉ cần thắt dây khi đi đường dài hoặc đường cao tốc, còn đi trong phố tốc độ chậm thì không cần. Thực tế phần lớn tai nạn gây thương vong nghiêm trọng lại xảy ra ở tốc độ thấp hoặc trung bình, ngay trong khu vực đông dân cư, vì đây là nơi xe cộ qua lại dày đặc và bất ngờ va chạm dễ xảy ra hơn. Một cú phanh gấp ở 20km/h vẫn đủ lực để khiến người không thắt dây đập đầu vào kính lái hoặc bảng táp lô.